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当风机叶片的复合材料体系研究现状

发布时间:2021-09-10 04:24:13 阅读: 来源:A级酚醛板厂家

风机叶片的复合材料体系研究现状

以往的风力发电机叶片曾使用木材或者金属来制造,但随着风力机向大型化的发展,近年来已基本采用各种复合材料所代替。因此风力发电机叶片已成为目前复合材料极其重要的应用领域之一。风力发电机叶片使用的主要材料体系包括各种增强材料、树脂材料、夹芯材料、中间材料及各种辅助材料等。

纤维增强材料体系

增强材料大量使用E玻纤,其成本低(10元/公斤以下)、适用性强。当要求更高的强度和刚度时,将会使用到高强玻纤,如S2玻纤,虽价格较高(40~50元/公斤),但适当使用会有好处。

某些新兴纤维也可用作候选对象,如超高分子量聚乙烯纤维、玄武岩纤维等。玄武岩纤维是一种新型无机纤维,由玄武岩石在高温熔融状态下拉丝而成,其力学性能与S2玻纤相当西南铝冷连轧紧急联系中铝材料院,但有更好的耐酸碱和耐高温性能。当叶片更长时,强度、刚度要求更高、自重更大,此时则要求采用碳纤维。各种有关纤维的主要性能见下表。

树脂材料体系

目前基体材料中大量使用不饱和聚酯树脂(UPR),由于其综合性能优良,价格又低,国产在Web上计算机便可将该数据块读出做信息检索表现出明显的缺点已可满足要求而被广泛应用。其次还有乙烯基酯树脂(VER)、环氧树脂(EPR)等。

以环氧树脂为基体的复合材料力学性能更好,特别是当使用碳纤维做增强材料时,树脂多用环氧体系为主。上述材料均为热固性树脂,现在也有用热塑性树脂的,如Gaoth Tec Tea公司研发所谓的“绿色叶片”(Greenblade)。虽然目前成本较高,但有一系列优点,特别是可回收性,有效地解决了环保问题。

夹芯材料体系

风力发电机叶片以及机舱罩等结构多用“三明治”夹层结构形式,其中会大量用到闭孔泡沫材料,目前国内多用强芯毡、PVC泡沫、BALSA轻木等材料作为“三明治”的芯材,有效实现了“以最轻的重量获得最大的刚度和强度”的目的。

关于胶粘剂和辅助材料等多用进口材料。

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